仿真实训软件开发（共12篇）
仿真实训软件开发 篇1
1铝电解实训教学现状
高职冶金技术专业的人才培养特别强调对学生动手能力的培养, 作为冶金技术专业核心课程的铝电解尤其如此。但传统铝电解实训教学—主要通过到铝电解厂进行工种认识实习、生产工艺实习、课程设计等来实现。这就带来以下几个方面的问题:
(1) 学生只走马观花的看, 无法动手实操;
(2) 实习的时间安排无法与理论教学有机结合, 学的时候不看、看的时候学的内容已淡忘;
(3) 铝电解厂生产进度与教学进度不协调, 使学生无法看到课程标准规定的生产实践或具体操作;
(4) 由于工厂实际条件学生无法通过反复练习来掌握基本技能;
(5) 工厂当中实训操作所带来的各种危险无法完全避免;
(6) 基础知识与设计、操作等实际有脱节。
以上几个方面的问题造成铝电解实训教学的效果欠佳。为了提高教学质量, 培养符合高职教育特点的、适合企业和社会需求的铝电解高技能人才, 开发铝电解虚拟仿真实训系统来解决铝电解虚拟仿真实训系统是一条切实可行的路子。
2铝电解虚拟仿真实训系统开发
2.1开发思路
铝电解虚拟仿真实训系统应该达到:
(1) 满足铝电解实训教学的需求 (使学生能够掌握铝电解槽的焙烧、启动、正常生产、测量管理、故障判断与处置等模拟实训操作) 。
(2) 满足工种认识实习及生产实习的要求 (铝电解厂组成, 铝电解车间概貌、铝电解槽及附属供料净化系统设备组成) 。
(3) 兼顾铝电解工技能鉴定培训与考核的要求。
2.2系统组成
2.2.1电解设备
使学生通过软件能够说明铝电解槽 (阴极结构—槽壳及内衬、上部结构—门式支架和大梁、阳极提升装置、夹具和阳极组、筒式下料器、母线结构) 打壳装置及附属设备 (短路口装置、天车、烟气净化系统) 各部分的名称与作用, 正确认识铝电解厂各车间组成
2.2.2电解工艺
使学生直观认识焙烧 (铺焦粒、安装阳极、装炉、安装软连接、安装分流器、通电焙烧) 、电解槽的启动 (灌电解质、捞炭渣、灌铝液) 、正常阶段操 (定时加料——基准加料、欠量加料、过量加料、非正常加料、阳极更换、抬母线、效应熄灭、出铝作业、扎边部、捞炭渣) 作具体过程。
2.2.3.工艺仿真
使学生能够按照安全规程、技术规程、设备规程和管理制度的要求进行焙烧、启动、正常操作 (定时加料、槽电阻调整、阳极更换、效应熄灭) 。
2.2.4.电解故障
使学生能够按照安全规程、技术规程、设备规程和管理制度的要求判断及处理病槽、阳极故障、漏槽、设备事故。
2.3系统功能
2.3.1配合金属铝熔盐电解课程理实一体化教学
按照金属熔盐电解课程标准的要求, 可以在设备、正常生产管理、物料输送与净化等教学环节中, 使用金属铝虚拟仿真系统进行理实一体化教学, 激发学生学习兴趣, 提高教学质量。
2.3.2进行金属铝熔盐电解仿真实训
金属铝熔盐电解虚拟仿真实训系统可以进行仿真实训, 进行铝电解焙烧、启动、正常生产管理、测量、故障判断与处理等仿真实训操作。
2.3.3进行铝电解工技能鉴定培训及考核
利用铝电解仿真实训系统对在校学生和企业职工进行铝电解工技能鉴定培训及考核, 有力地促进在校学生“双证书” (毕业证、职业资格证) 制度推行和企业职工培训的补充, 同时还将现代信息技术引入职业技能鉴定培训及考核工作。
3系统使用效果
某校冶金技术专业联合铝电解企业和软件开发企业按照以上所述的思路和功能, 开发出铝电解计算机虚拟仿真实训系统, 并经过三年的使用取得了良好的效果:近三年毕业生到铝电解企业就业的比例占到毕业生总人数的20%, 而且企业反馈的信息是学生到企业一线上手快, 学生对企业工作的实际情况表现出了良好的适应性;通过对在校学生进行教学质量进行跟踪调查反馈的结果分析, 学生对仿真系统的使用非常欢迎, 认为通过理实一体教学和仿真实训对铝电解操作和技能掌握得比较好;对铝电解仿真实训系统在职业技能鉴定及考核中的运用, 劳动及社会保障部门给予了高度评价, 认为这是对冶金相关工种鉴定考核及培训手段的创新。
4结论
作为铝电解虚拟仿真实训系统的开发及成功使用经验总结, 可以得出以下几点结论:
(1) 对系统开发必须由学校提出构建思路 (包括典型设备和企业生产流程选择、系统总体结构、系统功能及组成) , 基础资料收集和软件开发企业、铝电解生产企业选择.
(2) 选择具有良好合作的铝电解企业作为开发系统的参照对象, 将有力地推进前期资料收集和调研 (主体设备和辅助设备图纸、安全规程、技术规程、设备规程和管理制度、现场操作视频采集) 后期系统开发效果的评价工作, 为系统开发及成功应用打下坚实的基础。
(3) 选择具有相关实训系统开发软件的企业, 可以加速系统开发进度和保证后期使用效果。
总之, 只有形成以学校、铝电解生产企业、软件开发企业“三位一体”, 协作开发的机制, 才能开发出融合了最新铝电解职业教育理念、现代铝电解生产特点和计算机最新技术趋势的, 为学校教师和学生喜闻乐见、企业和社会欢迎的铝电解虚拟仿真系统。
参考文献
[1]徐征, 周怀敏, 等.拜耳法生产氧化铝工艺仿真培训系统的开发[J].云南冶金, 2011, (06) :65-68.
[2]徐征, 周怀敏, 等.氧化铝生产工艺仿真培训系统的开发[J].昆明冶金高等专科学校学报, 2010, 26 (06) :92-94.
仿真实训软件开发 篇2
在详细分析了电气自动化技术综合实训所涵盖知识与技能的基础上，介绍了满足综合实训、可操作性强的实训装置及实训项目，以提高综合实训教学质量。
【关键词】 综合实训 知识与技能 实训设备 实训项目
一、引言
实训教学是职业院校实践教学环节中一个重要组成部分，为理论教学所不能替代。
实训教学对学生素质及能力培养具有极其重要的作用，是学生高质量的重要保证。
电气自动化技术综合实训作为综合性实训，所要培养学生的知识与技能是比较全面和系统的，然而所涉及的可编程控制器(PLC)、变频器、步进电机、传感器、触摸屏、气动、液压控制等重要技术几乎没有实训设备与之相匹配，实训课题单一受限。
由于综合实训教学设备的短缺，实训教学很难落实到实处，直接影响了人才的培养质量。
为解决综合实训教学存在的问题，本文通过详细分析电气自动化技术综合实训所涵盖的的知识与技能，介绍了满足综合实训、可操作性强的实训装置与实训项目，以调高综合实训教学质量。
二、目前电气自动化技术综合实训常用的实训设备
目前，电气自动化技术综合实训常用的训练设备是以PLC为核心的编程训练台和仿真生产线简易实训平台。
但是，这些设备在教学中还存在一些问题。
2.1仿真设备设计简单、可操作性差
很多仿真设备中，所有输入器件都用按钮代替，所有的输出器件都用指示灯代替，而且设计简单，操作单一，与真实生产设备差距过大。
由于这些仿真实训设备的可视性和可操作性差，所以培养的学生缺乏实际生产技能，不能满足社会需求。
2.2实训项目单一、涉及领域狭窄
目前使用的实训教学设备，通常是根据某一自动控制系统，在满足基本教学要求下而仿制的。
由于设备的针对性强，使得所涉及的技术领域狭窄，存在着配套实训项目单一的局限。
比如一只机械手，它的基本功能就是抓紧、松开和旋转。
因此，决定了所用电器类型有限，执行机构单一，控制方式固定，没有涉及更宽泛的技术如触摸屏技术、变频调速技术、气动控制技术以及组态监控技术等，不能帮助学生从更广泛的意义了解和认识工业自动化。
2.3实际操作范围有限
目前使用的实训教学设备，一般结构固定，选用的电器类型固定、接线固定，不允许学生随意拆卸或组合，否则设备将无法正常工作。
这样，学生在实训时不能真正动手操作，影响技能的提高。
因此，现有实训设备满足不了综合实训的需要，制约了学生的专业发展，影响了学校教学水平的提高。
三、电气自动化技术综合实训包含的知识与技能
电气自动化技术综合实训几乎涵盖了前期所学的所有电气自动化方面的知识和技能，比如，PLC、变频器、触摸屏以及三者在步进电机、伺服系统、气动系统和液压系统中的应用。
本文将按照应用模块来详细阐述每个模块应该掌握的知识和技能，以便合理设置实训课题。
仿真实训软件开发 篇3
关键词：仿真软件；数控教学；教师；学生
仿真教学也称为模拟教学，就是用计算机来模拟真实自然现象或社会现象，学生模拟扮演某一角色进行技能训练的一种教学方法。仿真教学能在很大程度上弥补客观条件的不足，为学生提供近似真实的训练环境，提高学生的职业技能。我校的数控仿真软件从最初的二维模拟系统到现在的宇龙实体仿真系统，应该说软件越来越接近真实场景，对实训教学起到的辅助作用越来越明显，下面我就数控仿真软件在实际教学过程中的优点与不足谈几点看法。
1.仿真软件利用了计算机这个学生特别钟爱的平台引起学生学习数控的兴趣。众所周知，现在的中学生对电脑的爱好远胜于其他，学习数控编程是非常枯燥乏味的，教师在讲台大讲特讲，学生在下面如同听天书。这个问题如果在短期内得不到解决，学生的学习兴趣和积极性就会随之减退，进而影响教学效果。所以我们就利用数控仿真软件这种图文并茂的教学资源，来激发学生的学习兴趣，让学数控变得如同玩游戏一般，看着仿真机床在电脑上根据自己的指令做出各种动作，学生也会非常有成就感的。
2.数控仿真软件让数控教学讲练结合的教学方法变成可能。使用仿真软件的时候，切忌教师全盘讲完，然后让学生练习；一定要教师讲一点，学生练一点，边讲边练，及时将知识巩固住。在教学项目的选择上，也要遵循由简入难的方法，降低学生学习的起点，变单纯的理论讲解为互动式教学。一定要让学生能够自主地完成编程、对刀、直至加工出工件这一过程，以激发学生的学习兴趣。让学生在一种积极的情感体验中，充分认识到学习数控编程和机床对刀的重要性，从而对接下来的学习充满了期待。
3.应用数控仿真软件可以实现一人一机，以解决学生多，机床少的难题。由于学校数控机床的数量有限，不可能为每名学生提供一台数控机床，但仿真软件可以为每位学生提供仿真机床，不仅可以仿真包括FANUC、华中数控等主流的数控系统，而且仿真机床种类也较多，包括数控车床、数控铣床，采用的操作面板和按键功能与真实的数控机床完全相同。在仿真机床上，教师讲解演示，学生操作训练都很方便。而且，教师可以充分发挥软件的教学功能和考试评分功能，也可以结合多媒体系统，开展丰富多彩的教学活动。
总之，数控仿真软件在数控加工教学中的作用是显而易见的，但它也有一些弊端。比如，在仿真系统中，不管你采用多大的转速和多快的进给速度，加工工件的表面质量都是一样的，这就让学生对加工参数的设置不知所措，对吃刀量的选择也没有尺度，这点与实际加工的时候大相径庭，而且由于它的“安全系数”太高，极容易造成操作者安全意识淡薄，操作随意等不严谨的习惯。而在实际生产加工中，哪怕是一个很微小的失误，都可能造成很严重的后果，轻则工件质量不合格、刀具损坏，严重时还会造成机器损坏和人员的伤亡。
由此可见，数控仿真软件在数控教学中占有非常重要的地位，但也不能排除其弊端，在实际教学过程中我们应该如何做才能更好地让它来实现其价值呢？我想从以下几个方面进行阐述。
1.以仿真软件作为平台，训练学生的对刀能力，对刀必须要明白的原理是什么？学生在练习对刀时，总是在按照教师讲的套路按部就班地进行对刀，稍微有点变动，学生就不知所措，原因就是学生对对刀的原理不理解。其实，对刀说简单点就是设定工件坐标系，教师在讲解对刀方法时要注意以下几点。
（1）工件坐标与机床坐标之间的关系。机床坐标是固定的，而工件坐标是根据对刀情况随时改变的，他们之间的关系类似数学中绝对坐标与相对坐标之间的关系，对刀就是确定工件坐标原点在数控机床坐标中的位置。
（2）车床试切法。对第一把刀的时候，在退刀的时候一定不要盲目退刀，做到试切端面的时候一定要保证Z向不动，只在X向退刀，然后在形状补正里面完成Z向偏置补偿设定；在试切外圆的时候一定要保证X向不动，只在Z向退刀，然后在形状补正里面完成X向偏置补偿设定。以后的各把刀具按照刀尖对准Z端面与X外圆面相交圆的方法进行对刀操作。
（3）一定要教会学生灵活地掌握工件坐标的偏移方法，这点可以采用调头加工类零件的加工来对学生进行强化练习，通过端面偏移对刀方法来加深学生的印象。
（4）对刀的时候一定要严格按照真实机床操作的步骤进行仿真练习，以弥补仿真软件的不足，严禁学生为图省事走捷径，以免学生养成一些不好的操作习惯，对以后的实训教学造成影响，因此，在上仿真课的时候，教师一定要严谨再严谨，别误导了学生。
2.以仿真软件作为平台，训练学生对数控机床操作面板的熟练操作。仿真软件的控制面板与真实机床一样，各按键的位置，各功能键的作用都可以在仿真软件上体现出来，教师在平时的教学过程中一定要求学生熟练地掌握，多练习用鼠标点按键进行编程，做到熟悉各功能键的用法，以利于将来在真实机床上键入程序及运行程序。
3.以仿真软件作为平台，强化学生对工件精度的控制及磨耗值的修改。在实训过程中，为了保证工件的尺寸精度，我们经常会用到修改磨耗的方法，为了训练学生对这一方法的掌握，教师在使用仿真软件的时候可以先简单对刀，然后通过一个小程序来验证刀具的加工误差，然后教会学生用修改磨耗值的方法来进行调整，一定要让学生搞清楚磨耗值的设定应该遵循的方法：尺寸值偏大时往负方向补偿，尺寸值偏小时往正方向补偿。经过多次反复的训练使学生达到熟记于心。
4.采用多种典型的项目来训练学生的编程。仿真教学最终是为实训教学服务的，为了更好地与实训教学接轨，我们在设定教学项目的时候也应该参照实际加工的需要。根据由简入难的方法，分别设定阶梯轴类零件、带锥度的轴类零件、带圆弧的轴类零件、槽类零件、皮带槽类零件、带螺纹和退刀槽的轴类零件、简单的内孔零件、带内槽内螺纹的复杂的内孔零件、调头加工类零件等项目。
5.仿真教学的过程中一定要坚持每个典型项目教师都要亲自讲解示范，完整地将整个过程给学生展示一遍，然后要求学生自己再做一遍，最后再给出一个类似的项目让学生去攻克，以达到良好的教育教学效果。
因此，虽然数控仿真软件有它不利的一面，但我们也要看到它巨大的优势。在教学过程中，只要教师合理地利用仿真软件，就能够做到趋利避害，更好地服务于我们的数控教学。
仪表技能实训仿真教学系统的开发 篇4
关键词：仪表技能实训,仿真教学,模块化,开放平台
1 引言
随着高校的扩招, 实验室建设速度难以满足教学的需求, 相对集中的实践教学时间使实验设备难以招架, 设备出现故障的时间间隔越来越短和台套数越来越多, 破解这一难题成了迫在眉睫的问题;我校自动化专业实验室有八套仪表校验设备、十套仪表接线实训设备、十套气动调节阀和八套过程控制系统设备, 每年除了承担自动化专业二个本科班、测控技术与仪器专业二个本科班、电气工程及其自动化专业 (卓越) 一个本科班和电气自动化技术一个专科班的仪表技能实训外, 还要负责过程装备与控制工程、化学工程与工艺和石油化工技术 (专科) 十个班的实验教学任务, 由于开设实验实训的实验室设备台套数有限, 而使用设备的学生人数众多 (一年700人以上) , 若学生对设备和操作流程不熟悉将必然导致实验实训时间长、设备故障频繁和因分组组员多而出现有人根本就没有动手机会的情况;如果有一平台, 学生能利用这一平台熟悉实验实训设备、熟悉实验实训过程和操作流程, 就可以加快学生实验实训进程、缩短实验实训时间和减少设备的故障率, 若同时合理安排实验实训时间, 开放实验室, 就为每个学生动手实践创造了有利条件;基于以上原因萌发了开发仪表技能实训仿真教学系统的想法, 为了使学生熟悉实验室仪表, 仿真教学系统设计了仪表结构和原理模块, 为了使学生掌握仪表的使用方法和操作流程, 仿真教学系统设计了仪表校验、仪表接线和调节阀拆装等模块, 为了使学生掌握自动控制的基本思想, 仿真教学系统设计了系统调试与运行模块, 为使学生学习更方便, 成为一个全新的学习平台, 仿真教学系统做成了开放性的网络学习平台。
2 仿真教学系统方案设计
2.1 实训内容模块化
仪表技能实训仿真教学系统采用了模块化的设计理念, 根据企业对仪表自动化技术人员知识、能力和素质的要求, 将系统划分为常规仪表实训和系统调试与运行实训二个大模块, 对大模块再细化, 得到如图1所示的仪表技能实训仿真教学系统模块结构图。
了解仪表的结构和原理是仪表自动化技术人员从事专业技术工作的基础, 仪表校验和调节阀拆装是仪表自动化技术人员从事专业技术工作应具备的基本技能, 而仪表接线将是仪表自动化技术人员从事专业技术工作经常要做的工作, 因此常规仪表实训模块包括仪表结构与原理、仪表校验、调节阀拆装和仪表接线四个子模块;仪表接线完成后, 将进行系统调试与运行, 先要对各个环节进行测试, 通过后再进行整机调试和PID参数的整定, 将上述过程中将出现一些常见的故障, 对故障进行分析和排除也是仪表自动化技术人员从事专业技术工作的一项必备技能, 故系统调试与运行实训模块包括环节测试、整机运行和故障分析三个子模块。
2.2 网络化的开放平台
仪表技能实训仿真教学系统是学习仪表知识和掌握仪表技能的一个全新平台, 只要有愿望都可以到平台中来学习, 故平台开放性是系统开发的一个前提, 系统没有做成一个纯粹的软件, 而是构建成一个网络平台, 挂靠在计算机与电子信息学院的主页下, 有权限的同学都可以进入系统学习仪表技能;同时设有留言板, 为师生交流和同学交流提供一个互动平台。
3 软件的开发
由于子模块多, 各个子模块开发的方式也有所不同, 这里只介绍仪表接线子模块的设计过程。
3.1 仪表接线子模块的功能需求
通过咨询企业仪表工程技术人员、分析往届学生的实操经历、与实训指导教师的探讨及实验室现场操作, 认为仪表接线子模块要具有以下功能:
(1) 构建一个控制系统需要有哪些设备, 基本的工作原理是什么。
(2) 仪表接线的前期工作说明。
(3) 仪表接线中需要要注意哪些问题。
(4) 动态显示仪表接线过程。
(5) 学习人员可以动态实现操作过程, 并能及时提醒操作中的错误。
(6) 动态显示仪表布线过程。
(7) 动态显示仪表拆线过程。
3.2 仪表接线子模块功能的实现
仪表接线子模块前三项功能内容做成了网页, 通过菜单和工具栏调用;用flash制作动画, 用firework修图, 动态显示仪表接线、拆线和布线过程;用actionscript交互, 完成学习人遇动态实现操作过程和提醒操作中的错误。图2、3、4、5、6所示是一流量控制系统的接线仿真过程 (过程复杂, 省略了很多步骤) 。
4 结语
仪表技能实训仿真教学系统的开发为学生学习仪表知识和掌握仪表操作技能提供了一个全新的平台, 通过平台可以熟悉仪表的结构和工作原理, 熟练掌握仪表的操作流程, 缓解了实训设备不足的矛盾, 减少了实操时设备的故障率, 对培养学生的仪表技能具有十分重要的意义。
参考文献
[1]管成程.电气控制与PLC仿真教学的设计与应用[J].计算机光盘软件与应用, 2014.16.
[2]刘颖.仿真技术在电气控制技术教学中的应用[J].信息安全与技术, 2013.5.
仿真实训课程总结 篇5
一 实训目的对各种故障进行反复设置、反复演练、使学员熟练掌握实际生产过程中常见的故障发生时相应的现象（控制参数的变化）及正确的处理方法。通过系统直观的训练可以使学员掌握有关水泥生产工艺、生产控制参数的采集和检测、电气控制技术、计算机控制技术等方面的知识，扩大知识面，实现其他途径难以达到的目的。
二 实训内容：硅酸盐工业控制实训（日产2000t水泥孰料预分解窑模拟仿真系统）
项目一：水泥DCS操作系统、教学模拟仿真系统、在国内外运用情况； 项目二：水泥孰料新型干法生产线—烧成系统工艺流程设计图； 项目三：日产2000t水泥孰料预分解窑模拟仿真
三 实训总结
为期两周的仿真实训在不知不觉中过去了，首先总结一下这两周以来的成果吧。在这紧张而又愉快的两周里，我们主要是进行日产2000t水泥孰料预分解窑模拟仿真系统实训，这个系统我们还是第一次接触到，按照老师的安排，我们一共要完成三个项目。而且，我们班全体成员进行了小组分工来完成这些项目，一共分为五组，并且都推选出了各自小组的组长，我被分在了第三组，一切前奏结束后，我们的实训就开始了。
刚开始的两天，我们用来完成第一个项目的训练——对水泥仿真系统进行认识。这个项目，主要是查找一些有关水泥DCS操作系统、教学模拟仿真系统、在国内外用用的情况分析等资料，并对这些资料进行汇总与归纳，我们小组进行了分工来完成查找资料的工作，然后，由组长完成了汇总工作，最后所有成员一起进行了讨论，共同交流一下自己对这个系统的认识，提出在认识的过程中遇到的问题，由整个小组来共同解决问题。我们每个人都提出了自己的不同看法，对在认识过程中遇到的问题，我们也很顺利地解决了，这个项目我们完成得井然有序，在预期的时间之前就完成了此项目。
在了解完这个系统过后，我们就要进行初步地尝试了，也就是要进行我们的第二个项目——以CAD图的形式画出“水泥孰料新型干法生产线—烧成系统工艺
流程设计图。”全班每组的项目题是不一样的，我们这组需要画出“日产5000t水泥孰料新型干法生产线—烧成系统工艺流程设计图。”我们只有三天的完成时间，于是，全组动员，有的在图书馆查找相关的书籍资料，有的在校数据库中查找，有的通过外网在相关的论坛等进行资料收集，经过两天坚持不懈的努力，终于将需要的资料收集完毕，在第三天的时候，我们协助组长进行最后的流程图制作，由于前期资料收集比较充分，而且在大一时也学习过CAD的操作，所以绘制的工作在几个小时候就完成了。在这个项目里面，我们发现只要大家一起想办法，一起努力，刚开始我们觉得很难完成的任务，在最后完成得要比预期的还要好。
由于我们正在学习水泥设备巡检技术、水泥中央控制操作技术等课程，而且在上学期也学习过了水泥生产工艺概论，虽然有些课程才进行到了中途，但其原理和仪器设备我已在课本上有了大概的了解，所以对它的一些术语并不陌生，进行起来比较顺利。然而，我们的第三个也是最后一个项目——日产2000t水泥孰料预分解窑模拟仿真，在这个项目中我们使用日产2000t水泥孰料预分解窑模拟仿真系统这套软件，这套软件里面包含了很多的参数，比如说：流量参数、温度、压力参数、阀门开度、气体成分、速率参数、电流参数。由于这些数据的错误会引起一系列的故障，主要有16种故障处理：
1、来料突然中断故障处理；
2、后续工艺断电故障处理；
3、生料饱和比过高故障处理；
4、生料饱和比过低故障处理；
5、冷却机篦板掉落故障处理；
6、燃煤热值急剧下降故障处理；
7、燃煤细度偏细故障处理；
8、分解炉喷煤偏多故障处理；
9、分解炉喷煤偏少故障处理；
10、四级旋风筒下料口堵塞故障处理；
11、五级旋风筒下料口堵塞故障处理；
12、分解炉下部堵塞故障处理；
13、篦冷机冷风不足故障处理；
14、生料喂料量不足故障处理；
15、生料喂料量过多故障处理；
16、分解炉断火故障处理。
为了让我们更好地熟悉这16种故障，老师安排了我们在进行操作模拟的同时对这16种故障写一份处理小结，我们的小结中包括了：故障产生的原因、故障产生时的主要现象、故障处理步骤，也可进行分析与讨论。通过这个小结，我们的确对这16种故障有了很深的认识，但是进行到这里我们的实训总进程已经结束了一大半了，我们只剩4天的时间可以练习操作，在第五天的时候就要进行操作考试，大家深知练习的时间不多了，所以每天都是早早地来到实训机房练习，到了下课时间了，还要再进行一两遍的练习后才离去，到了周三的时候，大家都
认为已经有了初步的掌握，所以私下里自己开始了模拟考试，从一次次的练习中发现自己的不足之处，然后加大练习的力度，每个人都不甘示弱，暗自较劲，深怕自己输给了别人，其实这16种故障，在明白的基础上还是很容易弄混淆，于是，我们通过我们自己的办法来进行记忆，因为我们班在过去都是学习文科的所以都有自己独特的记忆方法，有通过图标归纳记忆法记忆，有通过空间模拟记忆法记忆，有的通过形声记忆法记忆等等，每个人都有自己的方法。至此，我们都发现了，通过这样的学习比单记课本上的知识要有趣的多，而且不仅巩固了学过的知识，又学习到了崭新的知识，印象更深刻。
当练习进行到第四天时，我们已经很好地掌握了这些操作，所以，我们在第四天的下午直接就进行操作考试，考前虽然已经充分的练习了，不过大家还是有些紧张和害怕，不过，当考试结束的那一刻，所有人的脸上都洋溢着高兴的面容。
因为比预期的要早一天完成这次的项目，所以，在第五天的早晨，我们进行了这两周实训以来的个人总结，实训就这么结束了。
总的说来，经过这次仿真实训后，我不仅对这套软件有了了解，也对其相关设备有了更好的了解，不再是单凭想象了，这更有利于我以后在实际工作对设备的操作，而且把相应技能和知识提升到一个新的层次。
当然，在这次实训中，还有许多不足，很多具体的操作环节还没有搞懂，因为相应步骤只要做了就能得分，就没有再去追究，这种得过且过的作为以后要改正。
仿真实训软件开发 篇6
关键字：仿真实训 汽车维修 软件教学
【中图分类号】G710
汽车维修专业在实训教学中往往会出现学生与教学场地、教学设备工具等配对不足的情况，实训练习班级总人数比设备多，多年来，学生操作练习教学需要安排分批进行，是现在大多数采用的做法，指导教师不能全面跟踪全程评价每个学生，比例的不协调课堂常常会出现冷场，在分批练习时，等待练习学生学习注意力分散，如果学校提供更多的实训设备、工具等，将会出现投入资金大，在与时俱进更新设备时， 会存在淘汰的设备造成资源严重浪费而不舍。所受到的局限性和不足影响教学的效率效果及专业的建设所投入的资金。利用汽车仿真实训软件能恰当解决一定问题，在此，谈谈我工作中对仿真实训软件使用的体会。
1.汽车维修专业仿真实训软件
基本的汽车维修仿真实训软件，是将实训设备、仪器、工具、声音、图形等一定空间存在的元素，严格按照其实训设备物件大小比例、连接关系、组合关系进行三维建模，构建出效果逼真动画场面实训场地，遵循汽车维修课程内容：检查，拆装，检测，诊断各操作环节设计操作流程要求，操作环节标准合理配分进行评价，强大的交互性，实现学生像玩游戏一样通过鼠标和键盘模拟现实过程操作，优化教学课堂，独立满足学生课堂上人人有事做需求，直观贴切训练相应模拟操作技能。
2.汽车仿真实训软件在教学中能解决的几个问题：
1）教学场地占用面积小、空间利用率高
汽车仿真实训教学软件所需的场地，与普能办公场地一样，所需要的外在工具是正常使用计算机硬件（电脑：显示器+主机+键盘+鼠标），办公桌或电脑桌一套（桌子+椅子），单个工位总占用空间能在两平方以内，工位相互之间不存在太大间隔，根据正常教学学生总人数在固定的教室或实训区域内选用合适的大小的桌椅可以有所控制上地面积，汽车维修专业实训场地普遍占地面积较大，以单个发动机拆装练习工位为例：摆放一台发动机、一要套工具、一张工作台、一个零件工具车、工位与工位间需要一定的间隔间距以及操作过程中基本的走动空间所围成的工作区域是单个汽车仿真实训教学软件所需的教学场地的2至3倍以上。
2）汽车仿真实训软件具有时间控制率高、循环间隔时间短
汽车维修专业实训课程内容大致方面可分：发动机（发动机拆装、汽油机控制系统检修、柴油机控制系统检修，新能源发动机检修等实训任务）；汽车底盘（离合器检修、手机变速器检修、自动变速器检修、转向系统检修、主减速器差速器拆检与调整、制动系统检修等实训任务）；汽车电器（汽车空调系统检修、照明灯光与信号系统检修、舒适系统检修等实训任务）；以完成单一一项实训任务为例，去除场地准备、工具收拾的时间，练习所需要1至两小时时间，汽车仿真实训软件在同一模拟实训项目可以在10～20分钟完成，对于具有基本动手操作能力，熟透学习知识点并熟练操作电脑学生，有可能在5分钟内便可完成，学生可以通过相应初始化按钮对实训过程进行初始化再次重新练习，对已完成的实训操作可进行回顾，极大提高了学习效率。
3）形象直观，减免设备损耗
汽车仿真实训软件中三维建模能以独立展示于屏幕，通过鼠标的操作，具有缩放，平移，翻转、等任意空间展示停留，以及软件的自主控制循环播放，弥补教师在实训课堂上动手操作示范讲解时的角度受限或学生观看操作演示视频时无法停留记忆，加深学生初步认知，具有稳定的示范引导作用。
汽车维修专业设备皆具有使用寿命期，在课程任务实施过程中人为操作练习，磨损及碰撞是不可避免的，为了有效保证设备或工具的寿命期，许多贵重的设备、工具有可能会采用减少学生操作训练周期或甚者不进行使用，失去该设备或工具存在的义意，若频频的循环练习提高学生动手技能，则不同程度加快设备的损坏，加大学校对设备的购置、维护等资金投入负担。汽车仿真实训软件能有效提高学生的知识面，完全避免所有设备的损耗。恰当引入仿真实训教学与练习，利用先进的科技手段在一定程度上为学校节能降耗，从而降低办学成本，提高办学效率。
4）客观合理的评价
汽车仿真实训教学软件能根据实训内容所操作的过程，利用计算机强大的数据库配对每一操作环节配分，实训任务完成后进行统计分析、制作成考核结果，教师可根据考核结果，对学生学习情况进行统计分析，能完整的对每一个学生进行全面考核，并可以根据教学需要，添加理论考试试卷、模拟试题、实训考核项目等。
3. 汽车仿真实训教学软件的不足及个人建议
1）汽车仿真实训教学软件应用于课堂只是模拟操作训练，其缺陷不能完全代替实际操作，实习初期，应先进行基础操作教学和示范演示实训内容，而后期，采用仿真训练与实际操作训练交叉方式进行，直至学生能够熟练掌握。根据不同的实习阶段，巧妙运用汽车仿真教学软件。
2）汽车仿真实训教学软件应添加更多的安全操作提示。弥补利用鼠标简单的操作所引起的实际操作时安全观念淡簿隐患。
3）如果能將汽车仿真实训软件安装于手机中正常使用，便于携带随时随地学习那是最好的事情了。
结束语及观点看法
仿真实训软件开发 篇7
结合内蒙古建筑职业技术学院学生网络实训设备不足, 各专业对网络工程教学要求多样化的情况, 在此以该校为例, 探讨采用虚拟仿真软件技术, 搭建虚拟网络实训平台的解决方案。
1 虚拟仿真软件介绍
虚拟仿真 (Virtual Reality) 技术, 又可称为模拟技术, 就是用软件指令模拟仿真硬件行为的软件或者硬件技术。在网络工程中, 虚拟仿真的作用是用软件来模拟出虚拟的网络环境, 其中包括交换机、路由器、网络拓扑以及各种复杂的网络环境。常用的网络工程虚拟仿真软件有Boson公司的Boson Net Sim软件、Cisco公司的Packet Tracer软件、华为公司的Route sim软件等。其中Packet Tracer软件是由Cisco公司发布的一个辅助学习工具, 为网络课程初学者学习设计、配置、排除网络故障提供了网络模拟环境。学生可以在软件图形用户界面上直接使用拖拽方法建立网络拓扑, 并可提供数据包在网络中传输的详细处理过程, 观察网络实时运行情况。
在案例学校的网络工程教学和实训中, 可利用Packet Tracer软件来构建虚拟网络实训平台, 对学生进行全面的网络虚拟实训。也可利用CCNA和Packet Tracer软件配合对学生进行考核评判, 让教师随时掌握学生虚拟实训效果。
2 虚拟仿真软件在教学中的应用
案例学校在教学中应用虚拟仿真软件Packet Tracer进行网络工程实训, 可按照以下步骤进行:
首先要确定哪些项目适合虚拟训练, 并制订网络工程虚拟实训项目任务书与指导书;然后用Packet Tracer软件构建网络虚拟实训平台, 让学生先在此平台上进行虚拟项目实训, 并进行相应测试、考核, 增强学生的操作能力;最后在虚拟实训基础上进行物理设备的实际操作。这样即能对学生进行全面的组建网络训练, 也能对物理设备进行认识和实践, 达到良好的教学效果。
2.1 确定虚拟网络实训项目
根据建筑电气工程技术、楼宇智能化工程技术、网络综合布线工程等专业的课程标准, 确定了可以用虚拟仿真软件完成的实训项目及内容, 详见表1。
2.2 虚拟网络实训项目实施
下面以“基本RIP路由配置”为例阐述利用Packet Tracer软件完成虚拟实训项目的过程。
2.2.1 选取网络设备并进行布线
首先分析实训项目的网络拓扑图。选取3台Cisco1841路由器、3台PC机、直连双绞线若干、Serial DCE线2根、3台Cisco 2960交换机等设备, 然后在Packet Tracer软件设备工具栏内寻找所需设备添加至白色工作区中, 添加完设备后即可选择线缆连接各个设备, 见图1。添加设备及线缆时要注意设备接口及线缆类型。
2.2.2 根据实训任务配置网络设备
绘制好网络拓扑图后, 学生需要根据实训要求对设备进行配置。在Packet Tracer软件中单击要配置的设备, 可以选择图形界面 (config) 或命令行界面 (CLI) 对网络设备进行配置。
在学习的过程中为了让学生掌握交换机、路由器的配置命令, 要求学生使用CLI配置界面, 这种模拟的配置方式与真实情况感觉几乎一样。学生的操作步骤如下:
第一步清除启动配置并将路由器重新加载为默认状态;第二步在路由器上执行基本配置任务;第三步配置并激活串行地址和以太网地址, 包括路由器及PC机的地址及网关;第四步在所有的路由器上配置RIP路由。例如Router B RIP路由配置如下:
2.2.3 检验RIP路由测试网络连通性
使用show和debug命令检验RIP路由。使用ping命令测试PC1、PC2、PC3之间的连通性, 如果出错就需要重新配置、调试网络使其接续。如果配置成功则会显示状态为“Successful”, 见图1。完成虚拟实训后要求学生总结并完成实训报告。通过“基本RIP路由配置”虚拟实训使学生深入体会RIP路由的概念、工作原理、以及RIP动态路由的基本配置过程。
2.3 物理设备的实际操作
虚拟实训的目的是为了让学生熟练掌握设备连接、设备配置、连通性测试、故障排除等操作技能, 以便应用于实际的网络组建当中。当学生做完虚拟实训项目, 操作达到一定的熟练程度, 就可以到真实的设备环境中组建网络。
学生接到实训任务后, 可先利用虚拟仿真软件中完成的网络连接、网络配置、网络测试等工作, 然后根据虚拟实训步骤以及配置命令进行物理网络设备的连接、配置、测试等实训操作。这样即可提高实际操作的效率, 又在一定程度上节约了实训成本, 减轻了实训指导教师维护设备的工作量, 达到事半功倍的实训效果。
3 结语
将虚拟仿真软件引入网络工程实训课程中, 意义重大:一方面可以缓解学校网络实训设备缺乏的状况, 降低实训成本, 减少网络设备维护量;另一方面, 通过虚拟仿真环境为学生提供了良好的网络实训条件, 增强了学生实践动手操作的能力, 保证了网络工程实训课程顺利进行。
当然, 在实际的使用中, 虚拟仿真和真实环境存在一些差别, 所以应将虚拟仿真软件和真实物理设备使用相结合, 以达到最佳的实训效果。今后网络工程教学中将通过对虚拟仿真软件的进一步研究, 更加合理设置网络虚拟实训项目, 优化网络虚拟实训过程, 更好的满足学校和学生对于网络实训的需求。
摘要：为缓解高职院校普遍存在的网络设备不足, 实训指导教师维护设备工作量大等实际问题, 探讨了在高职院校网络综合布线课程的实训教学环节中, 使用虚拟仿真软件模拟真实的物理网络环境的方案, 同时提出虚拟仿真和真实的网络环境操作配合使用, 增强学生的实践动手能力。
关键词：网络工程, 虚拟仿真软件,高职教育
参考文献
[1]孙兴华, 张晓.网络工程实践教程[M].北京:北京大学出版社, 2010.
仿真实训软件开发 篇8
一、农林牧渔专业实践教学中存在的问题
1.本专业的教学受时间、空间、季节等影响比较严重, 不利于实践教学, 学生很难掌握好本专业的知识和技能。
2.实践教学中涉及的教学成本比较大, 甚至有些教学成本学校无法承担。
3. 实践教学中存在较大的教学风险, 甚至会造成对环境的污染。
4.实践教学中教学互动性差, 不可重复, 甚至不能每名学生都进行实训, 这样就不利于学生技能的提高和创新性的培养, 无法激发学生的学习兴趣。
5. 适合本专业的实训教学软件比较少, 适合本校学情的就更少。
6.实践教学中无法以学生为中心, 学生不能主动、积极地进行自主学习和主动学习。
二、虚拟仿真实训教学软件在农业专业教学中的应用
1.避免了时间、季节对实践教学的影响。农业专业中的很多实训都是有季节性的, 一年之中只有在特定的季节里才能完成特定的实训教学。其中动物的繁殖等一旦错过了季节即使有温室大棚也无法完成, 这就对教学计划的制定和实施造成了严重的影响, 使一些实训教学无法进行, 不利于学生对知识和技能的掌握。而虚拟仿真实训教学软件的出现不仅使实训教学不再受时间和季节的限制, 而且还可以节约实践教学中农作物所需要的生长周期, 缩短了学生学习的时间。
2.避免了空间地域对实践教学的影响。不同的作物均有各自生长的地域特点, 而各个学校却不能单纯的依据地域生物来决定教学内容, 这样就会存在理论知识和实际不相符。虚拟仿真实训教学软件的出现大大克服了这样的地域限制。例如, 在实际教学中我们不能对南方实际作物进行很好的了解, 为了加强对这些作物的了解, 即使花费高昂的费用在实训基地建造温室大棚也不能取得很好的效果。而虚拟仿真实训教学软件有效地解决了这些问题, 不再需要高昂的护理费用, 只需要定期更新资源库即可, 克服了地域对教学的限制。
3.能有效地控制教学成本, 减少教学风险。农业专业的实训教学费用比较高昂, 甚至有些是学校无法承担、无法完成的。大多数实训都涉及生物资源, 具有生命特征的生物资源是不可逆转的, 使得实训成本消耗过大, 并且对环境有破坏作用, 如, 病虫害的防治等。利用虚拟仿真实训教学软件来代替实物实验, 既可以节约教学成本, 又可以保证实验效果, 避免了对环境的破坏。有些实训对初学者来说很容易造成一定的危害, 产生不可预见的后果, 而虚拟仿真实训教学软件对各项技术及指标起到了一个很好的过渡作用, 待学习者各项技术指标熟练之后再去实践, 从而避免了不必要的损失, 减少了教学风险。
4.教学交互性和可重复性强, 有利于培养学生的创造性思维和技能的提高。虚拟仿真实训教学软件突破了理论教学和实践教学, 更有利于每一位学生根据自身需要选择合适的学习资源。软件的可重复性、可逆转性和交互性更适合任何需要的学习, 有利于激发学生学习的积极性和创造性。
5.结合本校的校情、学情, 开发适合本校学生发展的虚拟仿真实训教学软件。基于符合农业教学的实训软件数量少且不太适合本校校情和学情的实际情况以及信息化教学已经成为日常教学的一种手段和方法的情况下, 学校应改革、整合、创新了教学内容, 对教学内容所需软件根据校情和学情自行开发, 这样有利于实现创新、应用、实用三者有机结合, 提高学生的综合能力。
6.以职业活动为主线, 利用虚拟仿真实训教学软件践行“做中学”。在教学中, 采用项目教学法、案例教学法等多种教学方法, 优化教学设计, 增强了教学的实践性、针对性和实效性, 提高了教学质量。通过虚拟仿真实训教学软件再现了实际情景, 学生通过实际操作完成各种职业技能的学习, 实现了“做中学”的职业教学理念。
总之, 农业专业虚拟仿真实训教学软件将理论和实践有机相融合, 突出了“做中学、做中教”的职业教育教学特色, 软件的趣味性提高了学生学习的自觉性, 软件的交互性锻炼了学生思考问题的能力, 软件考题的多样性激发了学生探究问题的潜能, 软件操作路径的多样性唤起了学生自发谈论问题的热情, 大大提高了教学效率。
摘要：转变传统教学观念, 建立“为培养符合现代需要的创新型、应用型、实用型人才”相适应的信息化教学新观念, 实现创新、应用、实用三者有机结合, 利用虚拟仿真实训教学软件进行教学, 学生在课堂上出现了可喜的变化, 提高了学生的综合能力, 从而能够更好地为地方经济服务。
关键词：信息化教学,教学软件,教学质量
参考文献
[1]凌解良.信息化环境中的互动物理教学探究[J].江西科学, 2005 (03) .
仿真实训软件开发 篇9
可编程控制器 (PLC) 在工业领域的应用程度成为衡量一个国家工业自动化程度高低的标志。因此, 各类高职院校已经将《PLC》课程作为电气控制类专业的主干课程, 为企业培养具有PLC相关知识和操作技能的应用型人才。但传统的PLC课程的教学存在以下几个突出问题:
1) 企业对PLC人才的需求和学校针对PLC的教学相矛盾, 企业需要的是PLC的应用型技术人才, 能够解决生产中的实际问题。而学校由于缺乏对工厂PLC控制实际需要的了解, 实践教学的针对性不强, 培养出的学生不能满足工厂对PLC人才的需求;
2) 学校的硬件更新不够, PLC产品种类很多, 发展较快, 因此, 常常造成企业实际应用的PLC设备和学校教学专用的PLC设备脱节, 学校的试验设备滞后, 培养出的学生的技能不能满足企业技术发展的需要;
3) 传统的PLC实训教学采用一些简单的按钮和LED来显示PLC输入输出接点的通断状态, 反映不了设备的工作过程, 不能很好地激发学生的学习兴趣, 无法达到对学生现场工作能力训练的目的。
为了缓解上述矛盾, 把组态王软件用于PLC的实训教学当中, 利用组态王软件仿真PLC的被控对象, 组态王软件可以接受PLC发出的控制信号, 并按照组态软件中程序的算法以动画等形式在计算机屏幕上反映出PLC对被控对象的控制过程及结果。利用组态王软件全真模拟被控对象, 就可以实现以有限的设备、低廉的造价、多样化的设计来丰富学生的PLC实训课内容。
2 仿真教学系统的硬件组成
PLC教学仿真系统的硬件主要由PLC、上位机 (微型计算机) 组成, 采用上、下位机结构的控制系统实现对PLC编程控制的仿真调试。
上位机是整个系统的核心部分, 采用微型计算机, 其功能是通过与PLC的通信接收PLC输入信号, 然后组态王应用程序按照PLC程序输出结果来运行动画, 实现对PLC编程控制效果的现场仿真.
3 组态王软件与PLC的通信
S7-200型PLC的硬件与组态王软件的连接是通过RS232/RS485转换器实现的, 将PLC的编程接口与装有组态王软件的计算机的串行接口进行连接的。两者的通讯协议采用的是PPI协议, 在设备配置当中也应该选择对应的的通讯方式和通讯协议。如果能够按照安装向导的提示进行参数的设置, 那么组态王软件会自动完成驱动程序的启动和通信工作。
4 教学仿真系统的设计
通过对现场生产过程的研究, 该教学系统在组态王软件中绘制了机械手的外观界面并编写了程序控制该机械手能够模拟生产线上的机械手的动作, 利用组态王软件中机械手的动作来仿真现场的实际机械动作, 但是机械手的动与怎么动是要靠PLC的程序控制的。
将PLC与装有组态王软件的计算机连接后, 用PLC的输出来控制组态王软件中机械手的动作过程, 可使学生直观的进行PLC的程序设计及调试训练, 计算机上显示的动作过程越接近真实的机械手的动作, 学生对机械手的运行状态和控制过程的感受才越深刻。
5 机械手控制系统的设计
5.1 机械手控制系统的控制要求
自动化生产线上的自动搬运机械手, 用于将A工作台上的工件搬运到B工作台上如图1所示。具体控制要求如下:
(1) 将机械手的右位、上位、放松状态定义为原始状态。
(2) 在原始状态下, 按下启动按钮, 当A工作台上有工件时, 机械手下降到达工件位置, 机械手夹紧工件, 上升到上位, 左移到左位, 在B工作台无工件时, 机械手下降到下位, 放松, 然后上升到上位, 右移回原位, 完成一次运送工作。如此往复循环运动。
(3) 在运行过程中, 如按下停止按钮, 所有运动停止, 再按下启动按钮时, 接着停止时的状态继续往复运动。
5.2 机械手控制系统输入输出地址分配
由于组态与PLC之间的通讯是通过数据线来实现的, 而PLC的输入端能够接收的是来自外部的实际按钮或检测元件的信号, 所以, 在本系统中, 由组态王产生的虚拟信号无法传送到PLC的输入端, 因此在定义“数据词典”时, PLC的实际输入点的寄存器不能直接使用“IX.X”来定义, 要用中间变量“MX.X”来定义。PLC的输出可以和组态王软件直接进行数据读取, 所以数字输出点可以直接用“QX.X”来定义。根据机械手控制系统的功能要求, 现将I/O端口分配如下:
5.3 机械手控制系统组态软件的界面设置
在机械手搬运工件的控制系统的仿真实训中如图4-7, 既有工件和机械手的上下移动, 也有工件和机械手的左右移动, 还有机械手的夹紧和放松状态, 组态界面组建的好坏关键在于如何将机械手搬运工件的过程逼真的展示出来。
机械手和工件的左右和上下移动是依靠坐标的变化来实现的。在每一个扫描周期, 使对相应的中间变量进行加减运算, 从而反应出机械手和工件的移动。设置如下:
1) 机械手水平臂的设置是通过对水平臂的缩放设置实现的, 在工程浏览器下点击机械手工程, 调出机械手工程开发系统图, 然后双击系统图中的水平臂, 就会出现动画连接画面, 点击缩放, 出现图缩放连接的画面进行缩放设置;
2) 机械手垂直臂的设置是通过对垂直臂的缩放设置和水平移动设置实现的, 缩放设置与水平臂的设置类似;
3) 由于工件既有水平移动又有垂直移动, 而且还要实现从A点到B点的移动, 所以对于工件的设计要通过水平移动、垂直移动和隐含设置共同配合完成, 隐含设置是通过在工程浏览器下点击机械手工程, 调出机械手工程开发系统图, 然后双击系统图中的工件, 点击隐含, 进行设计。
该系统在教学中的应用过程证实了, 利用PLC控制组态王软件模拟的现场机械手, 可以实现PLC控制过程的直观化, 激发学生的学习积极性, 加强学生对PLC编程控制过程的理解, 强化学生对工作现场的实时状态的直观认识, 在不增加教学成本的条件下, 使学生对PLC的学习取得更好的效果。
摘要：本文用组态王软件绘制了生产线上的机械手, 用于PLC的仿真实践教学中, 组态王软件可以接受PLC发出的控制信号。并按照组态王软件的程序的算法以动画的形式在计算机屏幕上反映出PLC对机械手的控制过程及结果, 用组态王软件中机械手的动画来代替实际的机械手的工作过程, 达到良好的教学效果。
关键词：可编程序控制器 (PLC) ,组态软件,仿真实训
参考文献
[1]组态王6.0使用手册.北京亚控科技发展有限公司.
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[3]廖长初编著.可编程控制器应用技术.重庆:重庆大学出版社, 1997.
[41袁秀英.组态控制技术.北京:电子工业出版社, 2003.
仿真实训软件开发 篇10
《电子产品整机装配与调试实训》是高职应用电子技术专业学生的一门专业主干课程。其任务是让学生系统掌握电路的元件识别、电路安装、电路检修及电路调试等知识, 同时也为学生学习《电子产品设计与制作》等课程及将来的毕业设计打下良好的基础。本文主要分析了《电子产品整机装配与调试实训》课程与EDA仿真软件结合应用的优势, 学生通过对EDA仿真软件的使用, 有效增强了分析电路、排除电子线路故障的能力, 大大提高了产品合格率。同时学生会对该系列课程产生浓厚的学习兴趣, 有利于后续相关课程的学习。
一、EDA仿真软件引入实训课程的意义
《电子产品整机装配与调试实训》课程内容广泛, 教学内容主要包括元器件识别、原理图分析, 电路安装指导及对整机检测与调试等。由于涉及专业课程众多, 指导教师在讲授时常感到事倍功半, 尤其遇到“模拟电子技术”、“数字电子技术”及“单片机原理”等比较抽象的内容时, 学生往往会选择在一知半解的情况下, 将整机装配完成。最终出现不能独立调试或者由于某种原因导致成品功能缺失, 却不知从何下手检测故障的现象。鉴于以上提到的当前实训教学中存在的问题, 可以让学生利用EDA仿真软件对所安装的电路原理图先进行绘制, 运用仿真软件提供的各种虚拟仪器和仪表对电路进行仿真分析和数据检测, 进而深入理解所学的专业知识, 最后记录各个相关点的数据及波形。当学生完成整机装配后即可调试检验成品, 也可以根据先前记录的数据, 自行排除线路或器件故障, 提高学生学习的兴趣与信心。所以要进一步提高实训课程的教学效果, 引入EDA仿真技术对本实训教学可以起到事半功倍的效果。
二、EDA仿真软件在实训课程中的应用
1. EDA仿真软件的选择。
常用的EDA仿真软件有Multisim、Protel、Proteus、Pspice等, 本实训选用了美国NI公司的Multisim 11仿真软件作为仿真平台对实训所有课程项目进行仿真测试。Multisim 11是美国NI公司推出的Multisim系列较新的版本。它以Windows为基础, 能够实现电路原理图的图形输入及电路硬件描述语言的输入, 具有丰富的仿真分析能力。学生可以使用Multisim 11软件去搭建电路原理图, 并对电路进行仿真。Multisim 11提炼了SPICE仿真的复杂内容, 这样学生无需懂得较深SPICE技术就可以很快地掌握仿真和分析能力。Multisim 11的器件库中含有千余种电路元器件, 也可以新建一些原件库里未有的元件。同时软件提供的虚拟仪器仪表种类很多, 有一般常用的仪器, 也有普通实验室缺少的仪器。简而言之, Multisim11简单易学, 容易上手, 非常适用于本实训课程的教学内容。
2. 课程项目选取。
本文选取《电子产品整机装配与调试实训》课程中智能爬行器项目为例, 产品实物见图1。智能爬行器采用电子控制电路与机械组合而成, 成品可使用声音、光线、磁性对爬行器进行控制。教学内容包括了模拟电子与数字电子的相关知识点, 而机械上的动作使本来很抽象的内容表现得非常直观, 直接提高了学生对本实训的学习兴趣, 提高了教学效果。
3. 原理图的功能仿真。
在装配产品前, 学生可以预先运用Multisim 11仿真软件提供的元器件库绘制线路原理图。如图1电路板所示, 实际产品需要通过光敏二极管、麦克风及干簧管来实现对爬行器工作控制。而在仿真线路的绘图过程中, 只需插入三个虚拟按键就能模拟上述三个器件的功能, 同时学生还能使用软件自带的虚拟双踪示波器及虚拟万用表, 对相应的测试点进行电压测量及波形测试, 如图2所示。由图3 (a) 、 (b) 学生们可以清晰地看到有无声音信号输入时的各测试点的电压与波形的变化, 根据仿真结果图3 (c) 显示, 模拟不同的信号输入, 输出波形产生的变化相同。学生通过仿真得到的相关数据, 对于后期整机调试起到相当大的辅助作用。
4. 产品整机调试与检修。
当智能爬行器整机装配完成后进入调试环节, 学生参照仿真记录的波形与数据进行独立调试。由于EDA软件库中有些器件参数与实物参数并不一致, 仿真数据或许存在一定误差, 但并不影响对线路的整体调试。以智能爬行器声控功能调试为例, 正常的工作状态:麦克风接收到声音信号后输出经C1耦合到三极管Q1的基极, Q1的集电极输出信号经C3耦合至Q2的基极, Q2的集电极对地导通。给555集成电路的2号触发端输入低电平信号, 使555时基电路及外围元件组成的单稳态电路输出暂稳态高电平, 同时控制Q4、Q5组成的复合管去推动电机转动, 从而使爬行器动作。若爬行器声控功能缺失, 学生可以依照仿真记录的数据对相关三极管及单稳态电路的测试点比较。随后缩小故障区域, 锁定故障器件或线路后进行检修。光控、磁控操作方法类似, 在此不多做赘述。
三、EDA仿真软件应用在于实训课程中的效果
《电子产品整机装配与调试实训》课程中学生制作产品的合格率是关键的教学指标。在以往的教学里, 学生往往会过多地依赖指导教师协助检测或调试, 但这样很难达到预期的教学目的。每当遇到一些故障如元器件损坏、焊接接触不良等原因造成产品无法正常运行时, 部分学生甚至会选择直接放弃调试与检修, 相对应产品的合格率也不会很高。通过EDA仿真软件应用在本实训课程后, 学生不仅可以在仿真的过程中了解爬行器的工作方式及电路原理, 而且当遇到故障时能够独立通过分段仿真来缩小故障范围, 最后从容地排除故障, 这也大大提高了制作产品的合格率。表1为近2年所带教的应用电子专业学生制作产品合格率与以往的对比。从表中可以明显看出引入EDA仿真软件后, 学生制作产品的合格率有了显著的提升。
四、结束语
综上所述将EDA仿真软件应用于《电子产品整机装配与调试实训》课程教学, 不但可以突破指导教师在教学中所遇见的重点和难点, 而且能更好地实现并完成理论与实践的结合, 对培养学生分析、解决问题能力有重大意义。因此无论从教学效果还是从学生培养的角度来考虑, EDA仿真软件应用于其他机电类实训教学都具有相当大的教学价值。
摘要：随着虚拟仿真技术的快速发展, EDA仿真软件被广泛地应用到高职实训教学之中, 不仅提高了实训教学的水平和质量, 而且对实训教学本身的发展也有着非常重要的现实意义。本文围绕美国NI公司的EDA仿真软件在高职《电子产品整机装配与调试实训》课程教学中的应用, 提出EDA仿真软件应用于实训教学中的新思路。
关键词：高职教育,实训教学,EDA仿真软件,电子产品整机装配与调试
参考文献
[1]林徐润, 段虎.虚拟仿真技术在高职实训教学中的应用[J].深圳信息职业技术学院学报, 2012, (6) .
[2]陈雷, 韩宝如, 张晶.电子技术课程引入EDA的教学探索[J].中国电力教育, 2010, (9) .
[3]王阳, 胡江, 钱裕禄.浅谈EDA软件在数电教学中的应用[J].电脑知识与技术, 2008, (8) .
仿真实训软件开发 篇11
关键词：证券专业；实训；虚拟仿真
国务院《关于加快发展现代职业教育的决定》（国发[2014]19号）以及教育部《现代职业教育体系建设规划（2014-2020年）》（教发[2014]6号）中分别明确指出：“支持与专业课程配套的虚拟仿真实训系统开发与应用。”“在专业课程中广泛使用计算机仿真教学、数字化实训、远程实时教育等技术。” 这充分说明了虚拟仿真实训对培养证券专业高技能人才的重要性与必要性。
1 传统实训室在证券专业实训中的不足之处
1.1 校内实训室建设
1.1.1成本问题
高等职业技术教育所培养的是适应现代生产一线需要的高端技能型人才。为此，各高职院校均意识到建立健全教学实训场地的重要性，纷纷加大投入，为各个专业建设相应的实训场所。但由于实训基地建设的周期长、前期投入与后期消耗都非常大，且随技术的发展，常需要更新换代，很少有学校有足够的财力多次进行投资的。相对于实际实训场所的建设投资，建立虚拟实训平台，其投资要小得多，且设备更新换代或系统升级的成本也可以大幅度降低。
1.1.2场地问题
高职院校实训基地是完成职业教育教学活动中技能训练的重要场所，其功能是在模拟实际工作环境下，进行规范的技术技能操作。可见，实践教学需要有一个真实的实战环境。由于历史和现实等各方面的原因，部分高职学院的校园面积不是很大，实训用地、用房相当紧张，没有足够的土地来建设实战型的实训基地，更不可能为全院每个专业都建立起具有实战环境的实训场所。
1.2 校外实训基地建设
日常教学过程中，一部分实训实验是可以通过校内实训或实验室完成的，但证券专业的实训内容受行业特点的限制，无法仅仅在校内完成，必须借助证券公司、期货公司的环境及工作间才能达到良好效果。但学生到证券、期货公司实训时，会影响到相关企业的办公秩序和工作效率，所以证券期货企业通常不愿接受学生的实训实践。虽然有校企合作企业会提供实训机会，但在具体操作上可能会加以保留，比如实训人数限制或者实训内容限制，导致实训的效果也会大打折扣。
2 证券专业虚拟仿真实训的优势
证券专业的虚拟仿真实训是利用虚拟实训平台，依托Flash动画形式，模拟真实的金融工作环境，通过学生的自主学习和反复训练，培养学生的动手操作能力、信息处理能力，使其掌握金融业务处理要点和工作流程，提高学生的反思能力和创新能力。优势具体表现在以下几个方面：
首先，学生通过注册，在校内可随时登陆虚拟平台环境，通过网络模块架构，了解实训内容、计划、流程以及每个实训项目的注意事项和要求。每个学生都可以根据自己的掌握情况进行在线练习，直至掌握全部操作技能。网络模块架构还设有师生互动平台，学生所遇到问题可以与老师和其他同学讨论解决。通过在线讨论，在解决问题的同时也加强了师生交流，提高了同学间的团队协作能力。
第二，学生通过网络操作，可以进入虚拟的证券公司现场，使学生身临其境，模拟相应的角色，增强了感性认识，激发了学习兴趣。学生像玩游戏一样全身心地投入到虚拟环境中，对遇到的问题也会产生较强的求知欲，这种自主性学习能让学生掌握各项技能。在今后的工作中，尤其在真实业务处理时，能很快进入角色，并且对过程中可能会出现的问题有一定的预测和应变能力。
第三，设有自动评价系统，学生每完成一个虚拟实训项目，系统会对学生的操作过程和最终结果做出评价。学生根据评价可以自己检测学习的效果，切实提高知识的掌握程度。金融与证券专业虚拟实训平台实现了开放式教学，突破了时空限制，激发了学生学习兴趣，大大提高了实训课程的教学效果。
3 证券专业虚拟仿真实训的实施
以《证券投资实训》为例，该课程采用虚拟投资实战系统展开教学工作。
金融投资实战系统由操作前台、中间处理服务器和数据库服务器三部分组成，全部的行情中转都由统一的外网服务器完成。操作前台为动画模拟业务处理的操作界面，处理数据的录入、简单检查、查询、用户之间的交流等操作。中间为业务处理部分，进行数据库连接、业务规则和数据检查、日初、日终、对前台传送的数据进行相应的处理、撮合等操作。并与外网实时股市数据行情系统相连，自动接收、撮合。金融投资实战系统处理业务范围包括开户、证券买卖、外汇买卖、期货买卖、融资融券、委托理财、私募基金、期权、后台管理等。
证券专业虚拟仿真实训的模块主要有实训模块、演示模块、系统查询模块和在线交流模块。实训模块也就是环境虚拟模块，模仿真实的证券交易现场和期货交易现场，通过学生反复操作练习，使学生熟悉并掌握整个证券开户、交易撮合等流程和技术要点，评价系统会自动对每个学生的操作和结果进行评价，使学生可以及时发现问题，如果评价低于一定的等级，将不能进行下一个项目的虚拟实训，确保了整个实训过程的连贯性和真实性。演示模块是利用动画，向学生讲解和展示每个实训项目的内容和要求，通过演示某一单项任务的具体实施操作，使学生对实训的具体任务有直观的了解。系统查询模块是向学生介绍本网络学习模块主要架构以及进行用户注册、密码服务的平台。在线交流模块是师生互动平台，通过交流可以解决学生在模拟时遇到的问题，老师也可根据学生反应的情况，适时改进模块，使之与现行规范保持一致，提高模拟效果。
通过操作虚拟平台，师生们都可以清晰的感受到，该系统把现实中的场景模拟出来，在模拟的场景中完成业务操作，丢弃了繁杂的导航菜单，以现实中人与人的交谈和终端等方式完成业务导航，让用户更好的掌握业务和理解业务。无论是开户流程，还是行情、撮合等业务流程，都是和实际中的业务完全吻合，做到真实且贴近教学。用户在通过动画界面完成业务录入的时候，通过和业务员的交谈或者终端操作，都是很人性化的方式，确保学生在掌握一定理论知识后能实际使用并熟悉业务流程。
同时，系统以可视化的方式定义和编辑业务画面，维护各种参数和规则，让学生在能对系统作各种调整。通过动画虚拟真实场景，体现人和人之间的交流，人和人之间的挑战，以及学生操作后的升级，使学生在使用过程中，增加了趣味性，更激发了学生学习的主动性与热情。
4 结语
虚拟仿真实训既考察了学生证券基本知识的掌握程度，又反映了学生的证券实践操作能力和应用能力，其考核结果也更能体现学生对相关课程的掌握程度。在设置虚拟仿真实训内容时，应围绕专业人才培养的需要，以应用为主旨、以能力培养为主线，增强学生实践操作能力，以充分适应高职培养学生的思路与目的。
参考文献：
[1] 郑仕华.关于高职院校利用虚拟实训室的思考[J].经济研究导刊，2010（5）.
[2] 程新丽，苏雪.浅析虚拟实训教学环境研究与构件[J].科协论坛，2013（5）.
[3] 王雁，张端.关于高职院校虚拟实训教学模式的研究[J].消费导刊，2013（1）.
化工仿真模拟实训教学心得 篇12
一、化工仿真模拟训练的目的和要求
1. 让学生了解和掌握化工专业知识在实际生产中的应用方法,将所学专业知识与生产实践相结合。
2. 通过学生亲自动手反复进行操作,掌握实际生产中的多项操作技能,提高学生动手能力。
3. 针对不同专业不同侧重面的教学需求,使学生更全面、具体和深入地了解不同的生产装置,达到具有针对性和侧重性地组织实习教学。
4. 掌握化工仿真模拟训练的各装置的生产工艺流程和反应原理。
5. 学生要严格按照操作规程进行仿真模拟训练操作。
6. 在仿真模拟训练中培养严谨、认真、求实的工作作风。
7. 在仿真模拟训练中总结生产操作的经验,吸取失败的教训,为以后走上生产岗位打下基础。
二、仿真模拟训练的过程及技能指标
仿真模拟训练的内容选择了化工生产过程中的一些典型装置,如合成氨装置、尿素装置、常减压蒸馏装置、聚丙烯装置、乙醛氧化装置。各装置以D C S操作为主。根据实际操作需要,对一些重要的现场也进行了模拟,并根据DCS画面设计一些现场图,在此操作画面上进行部分重要的现场开关和泵的启动、停止。对DCS的模拟,以化工厂提供的DCS画面和操作规程为依据,并对重要回路和关键设备在现场图上进行了补充。
每个工段都分为冷态开车、正常停车、事故处理三个部分。在每个部分都要严格按照操作规程,充分结合所学,让理论与实践相结合,在每一个阶段的操作中都要仔细认真地进行操作,避免事故的发生。为了训练学生的应激能力,人为地制造各种生产事故,学生自行采取适当的措施,解决生产中会随时出现的故障。
使用仿真模拟软件对学生进行技能训练的好处是:
1. 贴近真实生产操作系统的界面很强的交互性、重复性,在仿真系统上可反复进行开车、停车训练、事故训练,学生成为了学习的主体,学生可以根据自己的能力有选择性地学习,灵活地掌握学习进度,使得个性化教学成为可能。
2. 仿真系统的智能教学功能,对学生的操作过程可进行实时跟踪测评,并指出其操作过程的对、错,提高了学生自主学习的能力。
3. 学生在仿真系统上实训不会发生人身危险、设备损坏、环境污染等经济损失和安全事故。
4. 贴近真实生产操作系统的界面,为学生毕业后尽快适应工作环境提供了良好的技术基础。
三、仿真模拟训练中学生典型错误分析
1. 在不可以操作时就直接进行了操作。在模拟训练过程中,很多学生比较急躁,在没有达到起始条件的情况下就进行了下一步的操作,导致出现错误,甚至程序会被强迫终止,那下一步的操作就不可能完成了。
2. 在参数没有达到要求时就强行进行了下一步的操作。在升温、升压、加料过程中,很多学生的耐性较差,总嫌参数变化太慢,没有达到指定参数值,就进行不了下一步操作。
3. 在启动泵时,应等到贮槽达到指定液位后再开启。泵在使用过程中必须达到指定液位,不然下一步的操作将受到阻碍,将影响以后的操作,有可能使下一步的操作被系统强迫终止。
4. 用阀门的开度来控制流量的大小。流量的开启必须按照要求。不可以一次开太大,会使下一步操作受到影响。这就要求我们在操作使要认真仔细,不要急躁,只有这样才可以避免错误的发生,把损失降到最低。
5. 精馏塔的塔底液位高度要严格控制。通过调节进口、出口的流量来平衡液位,调节时要缓开阀门,不要造成忽大忽小,一定要有耐心。
四、仿真模拟训练总结出的生产操作经验
1. 反应参数达到规定要求后,再进行下一步的操作。
2. 开泵时,要先开入口阀,再开泵,然后再开出口阀;关泵时恰好相反,先关出口阀,再关泵,然后再关入口阀。
3. 控制流量时,先稍开10%,然后逐渐地、一点点地增加。
4. 在使用换热器时,应等到温度达到一定时再进行下一步的操作。
5. 调节阀要先开副线充压后,再开调节阀。
6. 加热炉点火的具体操作步骤:在D C S图中稍打开烟道挡板,风门,到现场打开自然风,点燃点火棒,再在D C S画面中捎开瓦斯调节阀,见到加热炉底部出现火燃标志图,证明加热炉点火成功。
7. 操作中要严格控制各反应参数的数值,因其会影响到产品的质量。
五、仿真模拟训练的效果
通过为期十周的系统训练,学生已经基本掌握了各装置的操作步骤,具备了独立使用该软件的能力,不仅掌握了熟练的操作技术,而且深刻体会到了团队的重要性,这会给学生在今后的工作中打下坚实的基础。
1、学生理解、掌握了化工过程的基本操作技能,提高了学生对典型化工过程的开车、停车、事故处理的能力,加深了学生对化工过程基本原理的理解。
2、掌握了调节的基本操作技能,尤其是自动调节、手动调节、串级调节的使用,为以后掌握P、I、D参数的在线整定及复杂控制系统的投运和调整能力打下良好基础。
3、通过仿真实训,学生掌握了最优的开车方案。系统科学、严格的考核,客观和真实地评价了学生实训后达到的操作水平和理论联系实际的能力。同时,提高了学生对复杂化工过程动态运行的分析和决策能力。
在这次实训中,学生也充分认识到了知识的重要性,在工作中,知识应与实践相结合,充分发挥所学。在这次仿真模拟实训中,学生犹如真正地在生产现场操控着每一个阀门、反应器、泵、换热器、精馏塔.......有一种身临其境的感觉。知道了在今后的生产操作中应该严格按照操作规程,严格遵守操作顺序,只有这样,才不会给生产带来不必要的损失,才可以保障工作人员的生命安全。
六、仿真模拟训练中存在的问题与建议
大部分学生在仿真模拟训练中,能够积极参与,善始善终,态度端正,认真训练。当操作中出现问题时不但能够积极寻求解决方法,而且在质量不合格后从头再来,严格按照操作规程,在实训中认识到了安全生产的重要性。并能够将生产实际与所学的理论相结合,收获了良好的训练效果,达到了仿真训练应达到的目的。但在实训中仍然存在以下几方面的问题:
1. 很多学生对教师的依赖性较强,当操作中出现问题时,学生习惯性地求助于教师来解决,独立思考并解决问题的意识较差。
2. 大多数学生的耐心较差,不是嫌进料慢,就是嫌升温慢,总想一下子就达到要求,还需要多加磨炼。
3. 有些学生不够细心,经常找不到一些参数,只好求助于教师,这都是不应该出现的。
4. 不善于总结出现错误的原因,经常会犯同一种错误。
针对以上出现的问题,在以后的实训工作中对学生要严格要求,让学生掌握化工专业知识在实际生产中的应用方法,将所学专业知识与生产实践相结合。通过学生亲自动手反复进行操作,掌握实际生产中的多项操作技能,提高学生动手能力。针对不同专业不同侧重面的教学需求,使学生更全面、具体和深入地了解不同的生产装置,达到具有针对性和侧重性地组织实训教学。在仿真模拟训练中培养严谨、认真、求实的工作作风,总结生产操作的经验,吸取失败的教训,为以后走上生产岗位打下基础。
摘要：本文主要是作者在化工仿真模拟实训教学中的一些心得体会,对化工仿真模拟实训的目的、过程、效果进行了总结,对教学中学生出现的典型错误进行了分析,最后提出一些建议。